铁基非晶复合材料的磁学性能研究

采用水冷铜坩埚磁悬浮熔炼和负压铜模吸铸法,制备了Fe-15Mn-5Si-xCr-0.2C(wt.%)非晶复合材料,由XRD表征试样的物相组成,采用VSM结合M-H曲线和B-H曲线分析Cr元素含量变化对非晶复合材料磁学性能的影响.结果表明:Fe-15Mn-5Si-xCr-0.2C(x=1、2、4、6、8、10、12、13、14)试样由α-Fe相、γ-Fe相和非晶相三部分组成.Cr元素含量的增加使得合金混合焓减小而混合熵增加,Fe-15Mn-5Si-14Cr-0.2C试样中非晶相和α-Fe相的协同作用,使得试样的软磁性能最优,其矫顽力和饱和磁感应强度分别达到为16.12 A/m、5.1 T.     

高温涂层自愈合性能的研究

探讨了用涂层的高温透气性的变化率评价涂层自愈合性的实验方法，研究了涂层高温自愈合能力的可能性，并用该方法研究了玻璃质涂层的高温自愈合性能．     

预处理时间和温度对Al2O3p-TiCp/Al复合材料的反应温度特征的影响

研究了预处理温度和时间对Al-TiO2-C体系XD反应温度特征和复合材料组织的影响,结果表明,为了获得理想的Al2O3p-TiCp/Al复合材料,预处理温度和时间有一个最佳的工艺范围.体系在本实验的工艺条件下,当预处理温度高于670 ℃时,由于反应程度加强,不利于体系在随后升温烧结过程中发生快速的放热反应,从而导致体系反应不完全.预处理时间小于30 min,会导致体系反应不完全;预处理时间大于60 min时,组织中Al3Ti含量增高.合适的预处理时间为30～60 min,预处理温度为670 ℃.     

碳化硅粒子增强铝基复合材料的研制

论述了ＳｉＣ粒子增强铝基复合材料的制备工艺,探讨了不同ＳｉＣ粒子加入量对材料物理性能、力学性能、磨损性能等的影响．结果表明,ＳｉＣ粒子的加入降低了材料的密度和热膨胀系数,但大大提高了材料的耐磨性能;复合材料与基体合金相比,抗拉强度有所下降．     

强烈机械搅拌对Al－Cu10％合金结晶方式的影响

分析了强烈机械搅拌作用对Ａｌ－Ｃｕ１０％合金结晶组织的影响。指出强烈机械搅拌作用下形成的粗大玫瑰状组织和无分枝的颗粒状晶体是由于强烈机械搅拌作用导致液固界面前方形成很薄的溶质原子富集层，使得晶体平面生长，并在生长过程中分枝以粘合方式粗化的结果。     

渗铸法生产泡沫铝合金的模具设计参数的确定

设计了一套适合制造小孔径泡沫铝合金的渗铸装置，并且生产出了泡沫铝试样．确定了铸型的结构形式和压头与压空间的间隙值，以及铸型所用的涂料，并确定了铸型的最小壁厚．分析了铸型在压渗时存在的应力，指出模具所受切向压力是引起模具破坏的主要力，适当增加壁厚可保证模具在压渗铝合金时不被胀形和弯曲．探讨了食盐粒子的预处理工艺．散状粒子的预处理工艺是将食盐粒子加热至４５０℃，并保温９０～１２０ｍｉｎ．     

多组元铁基非晶复合材料的力学性能研究

采用真空感应水冷铜坩埚磁悬浮熔炼以及负压铜模吸铸法制备了Fe-15Mn-5Si-10Cr-xC(x=0.6~1.0)铁基非晶合金复合材料,由C元素含量变化调控合金的热力学参数,分析其组织和室温力学行为变化.结果表明:随着C含量的增加,合金的原子尺寸差δ增大,混合熵ΔS_mix提高,混合焓ΔH_mix降低.合金铸态组织由非晶相和过冷γ-Fe奥氏体相组成,在压应力加载过程中发生马氏体相变并表现出显著的加工硬化.Fe-15Mn-5Si-10Cr-0.9C合金的ΔS_mix和ΔH_mix分别为1.13 RJ·mol^－1·K^－1和－19.6 kJ·mol^－1,其综合力学性能优异,屈服强度、断裂强度和塑性应变分别为1 300、2 378 MPa和17.2%.     

Zr63.36Cu14.52Ni10.12Al12非晶合金的大塑性与尺寸效应

用铜模吸铸法制备了直径为3,4和6mm的Zr63.36Cu14.52Ni10.12Al12阶梯形圆棒试样,研究了试样尺寸大小对室温塑性和强度的影响.结果表明：φ3mm试样的压缩屈服强度σs为1740.6MPa,极限强度σmax为2030.7MPa,断裂强度σcf为1510.5MPa,塑性应变εp为20.6%,表现出比较大的塑性,存在明显的加工硬化现象;φ4mm试样塑性应变εp为2.6%,屈服强度σs为1748.5MPa,断裂强度σcf为1856.6MPa;φ6mm试样塑性应变φp为0.2%,断裂强度σcf为1221.3MPa.该合金的压缩塑性应变随着块体非晶合金直径的增大而减小,存在明显的尺寸效应,尺寸效应与非晶合金的自由体积有关,冷却速率决定非晶合金中自由体积分数,试样尺寸越小,冷却速率就越大,凝固过程形成的自由体积分数越大,大的自由体积分数促进压缩过程多重剪切带的形成从而有利于塑性的提高.     

均匀化处理对Fe基中熵合金组织及力学性能影响

采用水冷铜坩埚磁悬浮熔炼-铜模负压吸铸法制备了(Fe_63.3Mn₁₄Si_9.1Cr_9.8C_3.8)_98.5Y_1.5(Y=Cu、Ag)、(Fe_63.3Mn₁₄Si_9.1Cr_9.8C_3.8)₉₇Cu_1.5Ag_1.5中熵合金. 通过建立均匀化动力学方程,研究了均匀化温度和时间对力学性能的影响.对(Fe_63.3Mn₁₄Si_9.1Cr_9.8C_3.8)_98.5Y_1.5(Y=Cu、Ag)、(Fe_63.3Mn₁₄Si_9.1Cr_9.8C_3.8)₉₇Cu_1.5Ag_1.5中熵合金分别在873、973、1 073、1 173、1 273 K进行6 h均匀化处理,研究其组织结构和压缩性能的关系.结果表明:通过施加均匀化处理使合金元素均匀分布、偏析显著减少,1 173 K均匀化处理后合金具有好的相稳定性,仍为fcc结构.在1 173 K时,(Fe_63.3Mn₁₄Si_9.1Cr_9.8C_3.8)₉₇Cu_1.5Ag_1.5中熵合金的压缩力学性能最优,其抗压强度及塑性应变分别为3 992.4 MPa和35.75%,且实验结果与均匀化扩散动力学方程计算预测相符.     

热型连铸制备Cu-Cr合金的研究

根据热型连铸制备具有一定结晶温度范围合金的要求,分析得到必须增大固液两相区的温度梯度以成功制得质量良好的铸棒,试验研究发现,在型口温度为1195℃,冷却水量为60L/h,冷却距离为10mm,连铸速度为20mm/min,液面高度为5mm的工艺参数下,可由自制的水平式热型连铸设备制备出表面质量良好、内部组织沿轴向分布均匀的Cu 0.4%Cr合金铸棒.